View of Sources of noise in automotive vehicles. Studies of noise in road traffic in a selected locality and assessment of its impact on safety

(1)

Wojciech Ambroszko

Źródła hałasu w pojazdach samochodowych.

Badania hałasu w ruchu drogowym w wybranej miejscowości

i ocena jego wpływu na bezpieczeństwo

JEL: Q53 DOI: 10.24136/atest.2019.137

Data zgłoszenia:05.04.2019 Data akceptacji:26.06.2019

W artykule omówiono istotne źródła hałasu w pojazdach samocho-dowych w odniesieniu do bezpieczeństwa w ruchu drogowym. Praca zawiera wyniki badań i analiz poziomu hałasu w wybranych miej-scach w Jeleniej Górze. W opracowaniu wskazano wpływ poziomu hałasu na bezpieczeństwo.

Słowa kluczowe: hałas, ruch drogowy, badania doświadczalne, wybrana miejscowość województwa dolnośląskiego.

Wstęp

Hałas tworzą dźwięki o zbyt dużym natężeniu. Mają one wpływ nie tylko na zdrowie, ale także na samopoczucie, koncentrację oraz wydajność organizmu. Najczęstszym źródłem hałasu w miastach jest ruch pojazdów mechanicznych. Najwyższe dźwięki są wytwarzane przez autobusy oraz samochody ciężarowe, natomiast samochody osobowe wytwarzają niższe, ale również oddziaływujące negatywnie na organizm ludzki.

Na rys. 1 przedstawiono przykładowe poziomy hałasu i ich wpływ na zdrowie [1].

Rys. 1. Przykładowe wartości poziomów hałasu [1]

Poziom hałasu jest uregulowany przepisami Dyrektywy Parla-mentu Europejskiego i Rady Europy i nie powinien przekraczać wy-znaczonych progów. Często jednak okazuje się, że jest on wyższy i niezgodny z wymaganiami.

W artykule scharakteryzowano źródła powstawania hałasu pod-czas ruchu różnych pojazdów oraz od czego zależy wielkość tych dźwięków. Następnie określono, w jaki sposób wpływają one na zdro-wie oraz właściwości psychofizyczne kierujących i ich bezpieczeń-stwo. Przedstawiono wyniki badań, sposób ich przeprowadzenia oraz

scharakteryzowano miejsca, w których były realizowane. Dokonano analizy otrzymanych wyników.

1.Główne źródła hałasu podczas ruchu pojazdów mechanicznych

W niniejszym rozdziale przeprowadzono analizę i wskazano na istotne źródła hałasu w poszczególnych grupach pojazdów.

Samochód osobowy

Na rys. 2 przedstawiono główne źródła hałasu samochodu oso-bowego w czasie jego ruchu. Są to:

a) toczenie się opon po powierzchni b) ssanie powietrza i wydech

c) drgania przewodów systemu oddechowego d) drgania silnika

e) drgania skrzyni biegów i układów przenoszenia napędu na koła f) szum wiatraka chłodnicy" [2]

– układ zawieszenia – drgania karoserii –

Rys. 2. Główne źródła hałasu w samochodzie osobowym [2]

Samochód ciężarowy

Elementy wytwarzające hałas w samochodach ciężarowych są podobne, jak w przypadku samochodów osobowych. Na rys. 3 wska-zano na te źródła.

(2)

Autobusy

W przypadku autobusów również występują podobne źródła ha-łasu, jak we wcześniej wskazanych pojazdach. Dodatkowym źródłem może być hałas wynikający z otwierania i zamykania drzwi na przy-stankach autobusowych. Nie są one tak szczelne i nie posiadającą takiego wygłuszenia, jak w przypadku drzwi jednoskrzydłowych. Ko-lejny halas jest wytwarzany przez samych pasażerów, których liczba jest znacznie większa niż w przypadku pozostałych pojazdów mecha-nicznych. Na rys. 4 wskazano na te źródła.

Rys. 4. Główne źródła hałasu w autobusach [3].

Motocykle

Źródła hałasu w motocyklach są podobne do źródeł w w/w pojaz-dach - rys.5. Hałas wytwarzany przez motocykl jest o wiele trudniej zmniejszyć niż w pojazdach, ponieważ jednośladowy środek trans-portu nie posiada karoserii i poszczególne elementy wytwarzające hałas pozostają otwarte.

Rys. 5. Główne źródła hałasu w motocyklach - schemat motocykla - [4], zaznaczone elementy - opracowanie własne

2.Elementy powodujące hałas

Toczenie się kół oraz wpływ nawierzchni

Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że interakcja opony z nawierzchnią jest głównym źródłem hałasu przy prędkości powyżej 55 km/h dla samochodów osobowych, zaś dla samochodów ciężarowych przy prędkości powyżej 70 km/h" [5]. Podczas toczenia się kół występują następujące zjawiska powodujące powstawanie ha-łasu:

– drganie opony, które jest głównym źródłem hałasu (hałas po-wstaje na skutek wzbudzania drgań powietrza w rowkach bież-nika),

– airpumping (gdy bieżnik opony naciera na jezdnię, odkształca-jące się klocki bieżnika powodują cykliczne zagęszczanie i roz-rzedzanie powietrza) [6],

– zjawisko stick-slip - intensywnie trące o jezdnię klocki bieżnika, które wywołują drgania o wyższej częstotliwości niż podczas to-czenia, które są słyszalne, jako donośny pisk [7],

– ząbkowanie opon - zjawisko, które polega na zużywaniu się po-jedynczych klocków bieżnika; na to zjawisko narażone są przede

wszystkich nowe opony, ponieważ posiadają one wysoki bieżnik, który jest bardziej elastyczny,

– rezonans Helmholtz'a - występuje wtedy, gdy rowek wypełniony powietrzem przechodzi przez krawędź wyjścia opony ze styku z nawierzchnią [8],

– ciśnienie w ogumieniu - im większe ciśnienie tym wytwarzany ha-łas jest mniejszy; jest to związane z kontaktem opony z na-wierzchnią; w oponie o zbyt niskim ciśnieniu mieszanka gumowa odkształca się i następuje większa styczność z podłożem, nato-miast przy zbyt wysokim ciśnieniu opona ma kontakt z nawierzch-nią głównie w środkowej części bieżnika,

– konstrukcja opony,

– szerokość opony - im większa szerokość tym powstający ha-łas jest większy; szersza opona współpracuje z jezdnią na większej powierzchni i powoduje większy hałas, gdyż przetła-cza więcej powietrza (wzbudzając w nim drgania) niż opona wąska [6],

– głębokość i szerokość rowków bieżnika - im te wartości są większe tym większy hałas jest tworzony poprzez przemiesz-czanie się powietrza podczas jazdy spod opony (przetłacza-nie większych ilości powietrza),

– twardość opony (skład mieszanki gumowej) - im twardsza opona tym większy jest wytwarzany hałas; wynikiem tej wła-ściwości jest zwiększenie wymuszeń kontaktu opony z na-wierzchnią (brak łagodnego przejścia kontaktu opony z po-wierzchnią jezdną),

– rowki poprzeczne - zmniejszenie hałasu - zmniejszenie ilości rowków poprzecznych i/lub ukształtowanie tych rowków w taki sposób, aby ich przebieg nie pokrywał się z przebiegiem krawędzi śladu styku opony z jezdnią [8],

Istotną rolę w tworzeniu hałasu odgrywa także nawierzchnia, po której porusza się pojazd. Struktura i materiał nawierzchni mają ogromny wpływ na poziom tworzonego hałasu. Ważne są również warunki atmosferyczne, na przykład hałas wytwarzany podczas jazdy na tej samej mokrej nawierzchni będzie większy niż na suchej

dro-dze

.

Układ wydechowy

Układ wydechowy jest istotnym podzespołem pojazdów mecha-nicznych. Jest on bezpośrednio powiązany z jednostką napędową. Ma on za zadanie odprowadzania mieszanki gazowej powstałej w wyniku spalania paliwa w silniku. Kolejnym zadaniem jest redukcja hałasu powstałego podczas wykonywania wyżej wymienionego pro-cesu. Można to osiągnąć poprzez wydłużenie drogi fali dźwiękowej za pomocą kształtowania geometrii rur wydechowych, komór kom-pensacyjnych oraz tłumików wydechu. Główną rolę zmniejszenia dźwięków podczas pracy silnika w układzie wydechowym wykonuje zestaw tłumików.

Istnieją cztery rodzaje tłumików: – tłumik refleksyjny,

– tłumik absorpcyjny, – tłumik interferencyjny, – tłumik kombinowany.

Tłumik refleksyjny

Zbudowany jest z kilku komór, systemu rurek oraz otworów, które wyznaczają drogę przepływu spalin. Aby gazy mogły wyjść na ze-wnątrz muszą pokonać określoną trasę poprzez kolejne komory aż do ujścia. Tłumienie polega na wielokrotnym odbijaniu poruszającej się wraz ze spalinami fali dźwiękowej. Tłumienie fali następuje pod-czas każdego odbicia fali i utracie części energii.

(3)

Tłumik absorpcyjny

Tłumik absorpcyjny składa się z rury perforowanej, wokół której znajduje się materiał pochłaniający drgania, w tym przypadku wata, której zadaniem jest tłumienie ruchu cząstek spalin wypełniających obudowę tłumika.

Tłumik interferencyjny

Zasada działania tego układu polega na tym, że wpływający do tłumika, drgający strumień spalin, zostaje rozdzielony na dwa stru-mienie, z których jeden płynie kanałem krótszym, a drugi płynie ka-nałem dłuższym. Na wylocie z układu strumienie te łączą się ze sobą i następuje ich interferencja. Przy określonych częstotliwościach drgań następuje tłumienie.

Tłumik kombinowany

Budowa tłumika kombinowanego polega na połączeniu dwóch lub trzech rodzajów tłumików wymienionych wcześniej. Stosowany jest, aby osiągnąć odpowiednie właściwości tłumiące, ponieważ ża-den z wymienionych wyżej rodzajów tłumików nie jest w stanie tłumić dźwięków o każdej częstotliwości.

3.Układ napędowy pojazdu

W pojazdach samochodowych stosowane są następujące układy napędowe:

– z silnikiem z zapłonem iskrowym, – z silnikiem zapłonem samoczynnym, – z silnikiem elektrycznym,

– hybrydowy (połączenie silnika elektrycznego i spalinowego). W opracowaniu pominięto źródła hałasu pochodzące od silnika elektrycznego i układu hybrydowego, ponieważ są one ciche pod-czas pracy.

Przyczyną powstawania zjawisk, które są źródłem hałasu w w/w silnikach jest spalanie mieszanki paliwowej, czyli szereg przemian termodynamicznych. Źródłami hałasu w silnikach są:

– uderzenia tłoków o ścianki cylindrów, – warunki pracy (sposób jazdy kierowcy), – drgania kadłuba i podstawy silnika,

– praca mechanizmów, które wtryskują paliwo, – spalanie mieszanki paliwowej,

– liczba cylindrów, – rodzaj użytego rozrządu,

– konstrukcja i umiejscowienie korbowodu.

4.Turbosprężarki

Turbosprężarka jest zbudowana z dwóch elementów. Składa się z turbiny oraz sprężarki, która jest zamontowana na kręcącym się wale turbiny. Zadaniem całego mechanizmu jest zwiększenie mocy silnika oraz jego sprawności, poprzez dostarczenie większej ilości mieszanki paliwa wraz z powietrzem do silnika. Źródłem hałasu pod-czas pracy turbosprężarek są:

– bicie wirnika, które wywołuje drgania całego korpusu sprężarki i emisję fali dźwiękowej,

– niedokładność wykonania kanałów łopatkowych sprężarki, które wywołuje wahania ciśnienia w strumieniu powietrza,

– konstrukcyjne ukształtowanie skrzyni wylotowej sprężarki, – ułożyskowanie wirnika, co wywołuje zjawiska dynamiczne w

fil-mie olejowym.

5.Zawieszenie pojazdu

Źródła hałasu w zawieszeniu są związane przede wszystkim z eksploatacją pojazdu. Z czasem elementy zużywają się i niewymie-nione, bądź nienaprawione powodują hałas. Przykładowe powody powstawania hałasu w zawieszeniu:

– nieprawidłowa geometria zawieszenia, – luzy w tulejach wahaczy i sworzniach, – nieprawidłowa praca amortyzatorów,

– usterki układu hamulcowego oraz kierowniczego, – zużycie elementów sprężystych,

– zużycie elementów prowadzących.

6.Inne źródła hałasu w pojeździe

Przekładnia zębata (np. w skrzyni biegów)

Przyczyną hałasu w przekładniach mogą być:

– tarcie przesuwających się względem siebie powierzchni zębów – uderzenia o siebie wzajemnie zazębiających się części zęba, – drganie powietrza lub oleju wytłaczanego z przestrzeni

między-zębnych przez naciskające na siebie powierzchnie, – drgania zębów i innych elementów przekładni zębatych.

Praca łożysk

Przyczyną powstawania hałasu w łożyskach ślizgowych są : – tarcie powierzchni czopa dociskanego do panewki,

– tarcie wiskotyczne przesuwających się względem siebie warste-wek oleju,

– tarcie suche,

– drganie wału i podstawy, do której umocowane są panewki. Przyczyną powstawania hałasu w łożyskach tocznych są: – poślizg kulek toczących się po powierzchni pierścienia, – stan elementów łożyska.

Opór aerodynamiczny (kształt nadwozia)

Największy współczynnik oporu aerodynamicznego cx w kierunku

wzdłużnym posiadają pojazdy ciężarowe, ponieważ mają one naj-większy profil nadwozia i nie jest on tak opływowy, jak w przypadku innych pojazdów.

Najistotniejszy wpływ na opór aerodynamiczny dotyczący różnic kształtu poszczególnych elementów nadwozia przy niezmienności in-nych elementów mają [13]:

– pochylenie pokrywy przedziału silnika (46,5%), – pochylenie przedniego pasa (17,0%),

– zwężenie przodu i tyłu (11,7%), – pochylenie szyby tylnej (11,5%), – podcięcie tylnego słupka (3,9%),

– związek pochylenia tylnej szyby i spojlera (1,9%), – związek pochylenia szyby przedniej i tylnej (1,7%).

Na podstawie powyższej analizy można wnioskować, że: – im większy opór aerodynamiczny, tym większy hałas jest

gene-rowany podczas ruchu pojazdu,

– im większa prędkość pojazdu, tym powstający hałas jest większy, ponieważ opór aerodynamiczny wzrasta z kwadratem prędkości.

7.Wpływ właściwości psychofizycznych kierującego na bezpieczeństwo ruchu

Hałas jest zjawiskiem oddziaływującym negatywnie na czło-wieka. Problem hałasu jest znany niemalże każdemu. Pierwsza ini-cjatywa zmniejszenia hałasu pojawiła się w Europie w latach 70-tych XX wieku, lecz nagły rozwój przemysłu samochodowego oraz zwięk-szenie zapotrzebowania na pojazdy zmniejszyły sukces tego przed-sięwzięcia. Pod koniec lat 90-tych XX wieku pojawiły się poważne problemy z poziomem głośności generowanym przez samochody. W 2002 roku została wprowadzona przez Parlament Europejski Dyrek-tywa 2002/49/WE, której celem było ustalenie zasad oceniania i za-rządzania hałasem w środowisku.

Według Dyrektywy 2002/49/WE najbardziej uciążliwym źródłem hałasu w środowisku jest komunikacja drogowa.

(4)

Według ostatnich danych WHO około 40% mieszkańców UE (200 mln) narażonych jest na hałas drogowy przekraczający 55 dB w ciągu doby, w tym 20% (100 mln) – na hałas przekraczający 65 dB w ciągu dnia, natomiast ponad 30% (150 mln) – na hałas przekracza-jący 55 dB w ciągu nocy [14].

W tabeli 2 przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska. Wskazują one, w jaki spo-sób zmieniał się hałas w ciągu 15 lat.

Tab. 2 Zmiana hałasu na przestrzeni lat [14]

Okres Procent pomiarów LAeq D w poszczególnych zakre-sach poziomu dźwięku [%] < 60 dB ≥ 60 dB < 70 dB ≥ 70 dB 1993 - 1996 11,6 88,4 47,9 52,1 1997 - 2001 12,0 88,0 44,7 55,4 2002 - 2006 7,9 92,1 59,3 40,7 2007 - 2008 6,8 93,2 69,4 30,6

Na rys. 6 przedstawiono wpływ hałasu na człowieka.

Rys. 6. Efekt oddziaływania wysokonatężeniowych dźwięków [3]. Skutki hałasu na właściwości psychofizyczne kierującego oraz bezpieczeństwo ruchu:

– rozdrażnienie - prowadzenie pojazdu podczas długotrwałego ha-łasu może oddziaływać na organizm psychicznie, zamiast sku-piać się na drodze, dźwięki będą dekoncertować kierowcę, – spadek koncentracji - kierowca nie będzie wystarczająco

sku-piony na drodze, może spowodować kolizję, – zmęczenie,

– zagłuszanie sygnałów dźwiękowych z zewnątrz - nieusłyszenie przejazdu służb ratowniczych na sygnale, sygnału dźwiękowego innych pojazdów,

– przytępienie ostrości widzenia, – opóźnienie reakcji,

– bóle głowy,

– dyskomfort, pogorszenie samopoczucia, – stres.

Podczas jazdy występują także drgania mechaniczne. Mają one podobny efekt oddziaływania, co hałas. U kierowców zawodowych należy je zniwelować, ponieważ podczas długiej jazdy następuje sku-mulowanie ich oddziaływania w czasie.

W celu zmniejszenia odczucia drgań mechanicznych stosuje się specjalny rodzaj fotela kierowcy, który jest wyposażony w amortyza-tory.

8.Badania

Program badań

Badania zostały przeprowadzone w dniach od 7 lipca do 13 lipca w 2014 roku. Badania te przeprowadzono w ośmiu miejscach na te-renie i obrzeżach Jeleniej Góry o różnych porach dnia. Wybrano lokalizacje różniące się między sobą stanem nawierzchni dróg, natę-żeniem ruchu oraz dopuszczalną prędkością poruszania się. Stano-wiska pomiarowe oznaczone na mapie Jeleniej Góry pokazano na rys. 7.

Rys. 7. Położenie stanowisk pomiarowych [15]. Wybrano następujące punkty pomiarowe:

1. Jelenia Góra, ulica Wita Stwosza 7, nawierzchnia asfaltowa o bardzo dobrym stanie, dozwolona prędkość 30 km/h, strefa za-mieszkania.

2. Jelenia Góra, ulica Plac Piastowski 14, nawierzchnia kostka bru-kowa o bardzo dobrym stanie, dozwolona prędkość: 40 km/h. 3. Jelenia Góra, Rondo Kazimierza Majewskiego, nawierzchnia

as-faltowa o bardzo dobrym stanie, dozwolona prędkość: 40 km/h oraz 20 km/h dla pojazdów ciężarowych.

4. Jelenia Góra, ulica Jana III Sobieskiego, droga krajowa 30, asfal-towa nawierzchnia w stanie dobrym, lekkie wyboje, dozwolona prędkość: 60 km/h.

5. Jelenia Góra skrzyżowanie Alei Jana Pawła II z ulicą Grun-waldzką, asfaltowa nawierzchnia w stanie dobrym, dozwolona prędkość: 50 km/h.

6. Jelenia Góra parking przy sklepie TESCO Aleja Jana Pawła II, droga wewnętrzna, nawierzchnia asfaltowa w złym stanie, liczne wyrwy, dozwolona prędkość: 20 km/h.

7. Jelenia Góra, ulica Podwale, centrum, nawierzchnia asfaltowa w średnim stanie, lekko pozapadane studzienki oraz małe pęknię-cia, dozwolona prędkość: 50 km/h.

8. Jelenia Góra, ulica Konstytucji 3 Maja, obwodnica, nawierzchnia asfaltowa w dobrym stanie, drobne pęknięcia, dozwolona pręd-kość: 50 km/h.

Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu miernika natężenia dźwięków firmy Sonopan model T-10.

Wyniki badań

Podczas badań dokonywano pomiaru wartości natężenia hałasu

LAF [dB] na stanowiskach pomiarowych przy przejeździe kilku

róż-nych środków lokomocji. W niektórych przypadkach nie odnotowano wyników pomiaru, ponieważ nie było wystarczającego ruchu pojaz-dów. W poszczególnych tabelach przedstawiono wyniki badań.

(5)

Tab. 3.1. Jelenia Góra, ulica Wita Stwosza 7 Data i czas pomiarów 07.07.14 12:00 08.07.14 18:24 09.07.14 15:17 10.07.14 21:02 l.p. LAF [dB] l.p. LAF [dB] l.p. LAF [dB] l.p. LAF [dB] 1 55,0 9 74,0 17 68,5 25 70,0 2 69,5 10 77,5 18 59,0 26 63,5 3 56,0 11 73,5 19 66,0 27 65,0 4 57,0 12 75,0 20 68,0 28 61,5 5 62,0 13 73,0 21 63,5 29 68,0 6 70,0 14 73,0 22 62,0 - - 7 64,0 15 70,5 23 58,0 - - 8 65,0 16 71,0 24 62,0 - - Tab. 3.2. Jelenia Góra, ulica Wita Stwosza 7

Data i czas pomiarów 11.07.14 9:17 12.07.14 00:00 12.07.14 12:12 13.07.14 14:42 l.p. LAF [dB] l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 30 55,0 38 68,0 40 69,0 48 65,5 31 71,5 39 70,0 41 67,0 49 70,0 32 66,5 - - 42 65,0 50 73,5 33 61,0 - - 43 68,5 51 64,5 34 65,5 - - 44 68,5 52 68,0 35 61,0 - - 45 73,5 53 68,5 36 67,5 - - 46 61,5 54 69,0 37 61,0 - - 47 64,5 55 69,0 Tab. 4.1. Jelenia Góra, ulica Plac Piastowski 14

Data i czas pomiarów 07.07.14 12:13 08.07.14 18:36 09.07.14 15:30 10.07.14 21:13 l.p. LAF [dB] l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 1 63,0 9 68,0 17 65,5 25 65,5 2 61,5 10 69,0 18 69,5 26 72,5 3 68,0 11 70,0 19 70,5 27 73,0 4 80,0 12 72,5 20 73,0 28 77,0 5 72,5 13 67,0 21 68,0 - - 6 71,5 14 65,5 22 68,5 - - 7 77,5 15 69,5 23 69,0 - - 8 64,0 16 67,0 24 68,0 - - Tab. 4.2. Jelenia Góra, ulica Plac Piastowski 14

Data i czas pomiarów 11.07.14 9:30 12.07.14 12:25 13.07.14 00:00 13.07.14 14:55 l.p. LAF [dB] l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 29 73,5 37 58,5 45 69,0 48 67,5 30 76,0 38 71,5 46 72,5 49 65,5 31 77,0 39 65,0 47 61,0 50 68,0 32 78,0 40 69,5 - - 51 73,0 33 74,0 41 67,0 - - 52 70,0 34 72,5 42 64,5 - - 53 68,0 35 67,0 43 63,5 - - 54 79,5 36 65,5 44 62,5 - - 55 79,0 Tab. 5.1. Jelenia Góra, Rondo Kazimierza Majewskiego

Data i czas pomiarów 07.07.14 00:00 07.07.14 12:30 08.07.14 18:54 09.07.14 15:48 l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 1 65,5 9 74,5 17 67,0 25 62,5 2 59,0 10 78,5 18 70,0 26 65,0 3 68,0 11 78,5 19 77,0 27 67,0 4 55,0 12 73,5 20 69,5 28 63,0 5 68,5 13 84,0 21 66,0 29 63,0 6 57,0 14 85,5 22 70,5 30 68,5 7 72,0 15 73,0 23 67,5 31 67,0 8 64,0 16 85,0 24 69,5 32 68,0

Tab. 5.2. Jelenia Góra, Rondo Kazimierza Majewskiego Data i czas pomiarów

10.07.14 21:29 11.07.14 9:49 12.07.14 12:46 13.07.14 15:25 l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 33 64,0 41 60,5 49 61,0 57 62,0 34 63,5 42 64,0 50 65,5 58 63,5 35 70,5 43 64,5 51 69,5 59 65,0 36 76,5 44 66,0 52 67,5 60 64,5 37 60,0 45 58,5 53 58,0 61 64,5 38 63,0 46 77,5 54 65,0 62 69,5 39 75,0 47 79,5 55 66,5 63 59,5 40 60,5 48 65,0 56 62,0 64 75,0 Tab. 6.1. Jelenia Góra, ul. Jana III Sobieskiego - droga krajowa 30

Data i czas pomiarów 07.07.14 12:42 08.07.14 19:41 09.07.14 15:56 10.07.14 21:37 l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 1 69,0 9 66,0 17 76,0 25 80,0 2 67,0 10 66,0 18 79,5 26 76,0 3 65,0 11 70,0 19 72,5 27 77,5 4 80,5 12 66,5 20 75,5 28 78,0 5 78,0 13 67,5 21 77,0 29 74,0 6 68,0 14 72,0 22 74,5 30 73,5 7 71,5 15 73,0 23 76,5 31 72,5 8 63,0 16 68,0 24 84,0 32 77,0 Tab. 6.2. Jelenia Góra, ul. Jana III Sobieskiego - droga krajowa 30

Data i czas pomiarów 11.07.14 9:56 12.07.14 12:52 13.07.14 00:40 13.07.14 15:31 l.p. LAF [dB] l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 33 79,0 41 74,5 49 79,5 57 75,5 34 81,5 42 76,5 50 79,0 58 79,0 35 78,5 43 72,0 51 79,0 59 75,0 36 73,5 44 72,5 52 81,0 60 76,5 37 72,0 45 81,5 53 75,0 61 77,0 38 85,0 46 73,0 54 73,0 62 79,0 39 78,5 47 76,5 55 74,5 63 76,0 40 75,0 48 73,0 56 75,5 64 83,0 Tab. 7.1. Jelenia Góra, Skrzyżowanie Al. Jana Pawła II z ulicą Grun-waldzką

Data i czas pomiarów 07.07.14 13:03 08.07.14 19:05 09.07.14 00:00 09.07.14 16:11 l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 1 81,0 9 77,5 17 69,5 25 77,5 2 78,0 10 71,5 18 77,5 26 73,5 3 76,5 11 73,5 19 74,0 27 74,0 4 78,0 12 76,0 20 76,0 28 80,0 5 74,0 13 76,0 21 78,0 29 79,5 6 75,5 14 78,5 22 80,0 30 75,0 7 95,0 15 71,0 23 77,0 31 76,5 8 66,0 16 72,0 24 68,0 32 68,0 Tab. 7.2. Skrzyżowanie Al. Jana Pawła II z ulicą Grunwaldzką

(6)

Tab. 8.1. Jelenia Góra parking prze TESCO Aleja Jana Pawła II Data i czas pomiarów

07.07.14 13:08 08.07.14 19:11 09.07.14 16:05 10.07.14 00:00 l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 1 58,0 9 60,0 17 59,0 25 69,0 2 68,0 10 65,0 18 62,0 - - 3 63,5 11 67,0 19 64,0 - - 4 57,0 12 68,0 20 62,5 - - 5 69,5 13 66,5 21 63,0 - - 6 64,5 14 58,5 22 65,0 - - 7 68,5 15 56,0 23 66,5 - - 8 66,0 16 63,5 24 58,0 - - Tab. 8.2. Jelenia Góra parking prze TESCO Aleja Jana Pawła II

Data i czas pomiarów 10.07.14 21:47 11.07.14 10:14 12.07.14 13:03 13.07.14 15:42 l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LA l.p. [dB] LAF 26 68,0 34 68,0 42 71,5 50 59,0 27 65,5 35 69,0 43 68,0 51 69,5 28 66,5 36 69,5 44 73,0 52 71,0 29 66,5 37 67,5 45 72,0 53 68,0 30 69,0 38 68,5 46 74,0 54 64,0 31 68,5 39 61,0 47 70,0 55 67,5 32 69,0 40 63,0 48 70,0 56 65,0 33 70,0 41 65,0 49 75,5 57 70,0 Tab. 9.1. Jelenia Góra, ulica Podwale - centrum

Data i czas pomiarów 07.07.14 13:23 08.07.14 19:24 09.07.14 16:21 10.07.14 22:05 l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 1 62,0 9 84,0 17 91,5 25 59,0 2 70,5 10 76,0 18 66,5 26 67,5 3 66,0 11 74,5 19 69,0 27 59,5 4 65,5 12 78,0 20 71,0 28 78,0 5 79,0 13 72,0 21 72,0 29 70,5 6 72,0 14 74,0 22 73,5 30 68,0 7 64,0 15 77,5 23 73,0 31 70,5 8 68,5 16 76,0 24 71,5 32 70,0 Tab. 9.2. Jelenia Góra, ulica Podwale - centrum

Data i czas pomiarów 11.07.14 00:00 11.07.14 10:29 12.07.14 13:32 13.07.14 16:02 l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF l.p. [dB] LAF 33 73,0 41 63,0 49 64,0 57 70,0 34 61,0 42 72,5 50 67,0 58 69,5 35 60,0 43 69,5 51 68,0 59 72,0 36 64,0 44 70,0 52 78,5 60 71,0 37 65,5 45 72,0 53 77,5 61 71,0 38 73,5 46 75,0 54 73,5 62 78,0 39 74,0 47 70,5 55 74,0 63 65,0 40 72,0 48 78,0 56 62,0 64 68,5 Tab. 10.1. Jelenia Góra, ulica Konstytucji 3 Maja - obwodnica

Tab. 10.2. Jelenia Góra, ulica Konstytucji 3 Maja - obwodnica Data i czas pomiarów

10.07.14 22:29 11.07.14 10:38 12.07.14 13:55 13.07.14 17:08 l.p. LAF [dB] l.p. LAF [dB] l.p. [dB] LAF l.p. LAF [dB] 33 78,5 41 73,0 49 77,0 57 73,0 34 74,0 42 72,0 50 78,5 58 75,0 35 85,5 43 72,5 51 76,5 59 75,5 36 70,5 44 72,5 52 79,5 60 76,0 37 71,5 45 79,0 53 73,0 61 79,0 38 73,5 46 74,0 54 73,5 62 76,5 39 72,0 47 73,0 55 74,0 63 73,5 40 79,0 48 83,0 56 80,5 64 78,5 Legenda:

- Pomiar podczas ruchu większego samochodu dostawczego (busa)

- Pomiar podczas ruchu karetki ratunkowej na sygnale - Pomiar podczas ruchu autobusu

- Pomiar podczas ruchu motocykla

9.Analiza wyników

W analizie dokonano oceny wyników badań w poszczególnych punktach pomiarowych oraz porównano z wymaganiami normy.

Sprawdzenie pomiarów pod względem podobieństwa wartości poziomu hałasu tworzonego przez ten sam typ pojazdów na stanowiskach pomiarowych.

Wartość średnią poziomu dźwięku obliczono ze wzoru nr 1:

L

_{AF śr}

= 10* log [

1 n

*(∑

10

0,1*LAF n n=1

)] [dB]

(1) gdzie:

𝑛 -

liczba pojedynczych pomiarów elementarnych

𝐿

𝐴𝐹 ś𝑟 - średni poziom dźwięku

𝐿

_𝐴𝐹 - wynik pojedynczego pomiaru elementarnego

Odchylenie standardowe obliczono ze wzoru nr 2:

𝜎 = √(

1 𝑛−1

) ∗ ∑

(𝐿

𝐴𝐹 ś𝑟

− 𝐿

𝐴𝐹

)

2 𝑛 𝑛=1

[𝑑𝐵]

(2) gdzie:

𝜎

- odchylenie standardowe

𝐿

𝐴𝐹 ś𝑟 - średni poziom dźwięku

𝐿

𝐴𝐹 - wynik pojedynczego pomiaru elementarnego

Pominięto jednokrotne wyniki badań występujące na danym sta-nowisku pomiarowym.

Zastosowano następujący sposób zapisu:

𝐿

𝐴𝐹 ś𝑟 𝑋𝑌 ;

𝜎

𝑋𝑌

X - numer stanowiska pomiarowego

Y - oznaczenie rodzaju pojazdu (o - osobowy, c - ciężarowy, a - au-tobus, m - motocykl)

1. Jelenia Góra, ulica Wita Stwosza 7: Pojazdy osobowe:

(7)

2. Jelenia Góra, ulica Plac Piastowski 14: Pojazdy osobowe:

𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 2𝑜≈ 72,33 [𝑑𝐵]; 𝜎2𝑜≈ 5,66 [𝑑𝐵] 3. Jelenia Góra, Rondo Kazimierza Majewskiego:

Pojazdy osobowe: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 3𝑜≈ 68,80 [𝑑𝐵]; 𝜎3𝑜≈ 5,86 [𝑑𝐵] Pojazdy ciężarowe: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 3𝑐≈ 82,03 [𝑑𝐵]; 𝜎3𝑐 ≈ 6,06 [𝑑𝐵] Autobusy: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 3𝑎≈ 76,43 [𝑑𝐵]; 𝜎3𝑎≈ 1,79 [𝑑𝐵]

4. Jelenia Góra, ulica Jana III Sobieskiego - Droga Krajowa 30: Pojazdy osobowe:

𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 4𝑜≈ 76,38 [𝑑𝐵]; 𝜎4𝑜≈ 4,82 [𝑑𝐵]

Pojazdy ciężarowe:

𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 4𝑐 ≈ 80,69 [𝑑𝐵]; 𝜎4𝑐 ≈ 7,32 [𝑑𝐵]

5. Jelenia Góra skrzyżowanie Alei Jana Pawła II z ulicą Grunwaldzką: Pojazdy osobowe:

𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 5𝑜≈ 75,89 [𝑑𝐵]; 𝜎5𝑜≈ 3,91 [𝑑𝐵] Pojazdy ciężarowe:

𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 5𝑐 ≈ 79,77 [𝑑𝐵]; 𝜎5𝑐 ≈ 3,09 [𝑑𝐵]

6. Jelenia Góraparking przy TESCO Aleja Jana Pawła II:

Pojazdy osobowe:

𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 6𝑜≈ 68,02 [𝑑𝐵]; 𝜎6𝑜≈ 4,77 [𝑑𝐵] 7. Jelenia Góra, ulica Podwale - centrum:

Pojazdy osobowe: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 7𝑜≈ 72,55 [𝑑𝐵]; 𝜎7𝑜≈ 5,91 [𝑑𝐵] Pojazdy ciężarowe: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 7𝑐 ≈ 87,15[𝑑𝐵]; 𝜎7𝑐 ≈ 9,19 [𝑑𝐵] Autobusy: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 7𝑎≈ 75,67 [𝑑𝐵]; 𝜎7𝑎≈ 3,01 [𝑑𝐵] Motocykle: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 7𝑚≈ 78,03 [𝑑𝐵]; 𝜎7𝑚≈ 0,71 [𝑑𝐵] 8. Jelenia Góra, ulica Konstytucji 3 Maja - obwodnica:

Pojazdy osobowe: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 8𝑜≈ 76,32 [𝑑𝐵]; 𝜎8𝑜≈ 3,20 [𝑑𝐵] Pojazdy ciężarowe: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 8𝑐 ≈ 84,80 [𝑑𝐵]; 𝜎8𝑐 ≈ 3,82 [𝑑𝐵] Autobusy: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 8𝑎≈ 80,43 [𝑑𝐵]; 𝜎8𝑎≈ 1,79 [𝑑𝐵]

Porównanie wyników z normą PN-92/S-04051

W analizie założono, że wszystkie wymagania odnośnie pomia-rów zostały spełnione.

Przykładową analizę przeprowadzono dla pomiarów przeprowa-dzonych na stanowisku nr 8 dla samochodów osobowych.

Na wykresie 1 przedstawiono wyniki badań. Na osi poziomej znajdują się kolejne pojazdy osobowe, a na pionowej wartości ha-łasu, które one wytworzyły. Czerwoną linią oznaczono dopuszczalny

próg hałasu wynoszący LA = 77 [dB] - dla samochodów o zapłonie

iskrowym.

Słupki mające kolor niebieski to wartości hałasu pojazdów, które nie przekroczyły wymagań, natomiast czerwone, to te, które przekro-czyły.

Wykres 1 - zestawienie wyników natężenia hałasu samochodów oso-bowych dla stanowiska nr 8

Podsumowanie

1. Porównując wyniki otrzymane na stanowisku nr 8 z normą PN-92/S-04051 maksymalną wartość hałasu przekroczyło 16 pojaz-dów czyli 30,77% spośród wszystkich zbadanych samochopojaz-dów

osobowych. Jeżeli zwiększy się dopuszczalny próg do LA = 78

[dB] (przyjmując zgodnie z wyżej wymienioną normą, że były to pojazdy o zapłonie samoczynnym) wtedy liczba pojazdów prze-kraczających poziom hałasu zmaleje nam do 11 czyli 21,15%. 2. Hałas pochodzący z pojazdów, który wpływa negatywnie na

zdro-wie i funkcje psychofizyczne wynoszący 𝐿𝐴≥ 70 [𝑑𝐵]

zareje-strowano w 57,29% przebadanych pojazdów. Oznacza to, że co drugi pojazd wytwarzał zbyt duży hałas.

3. Największe średnie poziomy dźwięków wynosiły odpowiednio: – dla pojazdów osobowych - stanowisko pomiarowe nr 4:

𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 4𝑜≈ 76,38 [𝑑𝐵]

– dla pojazdów ciężarowych - stanowisko pomiarowe nr 7: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 7𝑐≈ 87,15[𝑑𝐵]

– dla autobusów - stanowisko pomiarowe nr 8: 𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 8𝑎≈ 80,43 [𝑑𝐵] – dla motocykli- stanowisko pomiarowe nr 7:

𝐿𝐴𝐹 ś𝑟 7𝑚≈ 78,03 [𝑑𝐵]

Największe odchylenie standardowe otrzymano na stanowisku nr 7 dla pojazdów ciężarowych, oznacza to dużą różnicę między

poszczególnymi wartościami 𝐿𝐴𝐹 dla pojazdów TIR. Pozostałe

odchylenia standardowe są zadowalające.

4. Największe natężenie hałasu drogowego powodują pojazdy cię-żarowe i autobusy, natomiast motocykle oraz pojazdy osobowe generują o wiele mniejszy hałas.

5. Im większa dozwolona prędkość poruszania się pojazdów tym powstaje wyższe natężenie dźwięków wytwarzanych przez po-jazdy.

Bibliografia:

1. Witkowski S., Cicho sza! Metody aktywnej redukcji hałasu w sa-mochodzie, http://autokult.pl/6943,cicho-sza-metody-aktywnej-redukcji-halasu-w-samochodzie.

2. Kucharski R., Hałas drogowy", WKiŁ, Warszawa, 1979. 3. Kaczmarska – Kozłowska A., Zagrożenie hałasem

niskoczęsto-tliwościowym kierowców środków transportu drogowego, Cen-tralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy-Warszawa, grudzień 2010.

4. http://motocykle.svasti.org/index.html?strona=http://motocy-kle.svasti.org/o.html.

5. Burdzik R., Badania hałaśliwości opon samochodowych (I) Źró-dła hałasu w pojazdach samochodowych, 24.01.2012

(8)

http://edroga.pl/nauka/badania/5302-badania-halasliwosci-opon-samochodowych-i-zrodla-halasu-w-pojazdach-samochodowych. 6. http://jodko-schiewe.pl/audi/59-opony/; JODKO-SCHIEWE.PL. 7. Winter A., Dlaczego opony hałasują,

http://www.opony.com.pl/artykul/dlaczego-opony-hala-suja/?id=960.

8. Ejsmont J. A., Mechanizmy generowania hałasu opon, Archiwum

Motoryzacji, nr 1, 2003.

9. Myszkowski S., Układy wylotowe silników, WIADOMOŚCI Inter Cars S.A., nr 33, grudzień 2009.

10. Rogiński R., Walka z hałasem w komunikacji i przemyśle, WKiŁ, Warszawa, 1965.

11. Opaliński A., Charakterystyka akustyczna turbosprężarek szyb-koobrotowych silników ZS", Silniki Spalinowe, nr 4, 2005. 12. Widera A., Opory ruchu pojazdów,

http://www.mototechnika.republika.pl/pliki/opory.html#opa;

13. Kobeszko K., Podstawy aerodynamiki pojazdów [cz. 1],

http://autokult.pl/2012/02/03/podstawy-aerodynamiki-pojazdow-cz-1-co-wplywa-na-opor-aerodynamiczny.

14. Gierasimiuk P., Inżynieria Środowiska – Młodym Okiem”, tom VII: „Uwarunkowania sanitarno – inżynieryjne, Hałas w otoczeniu dróg i ulic – problemy oceny i działania ochronne Białystok 2014. 15. https://www.google.pl/maps.

16. Wołczyński R., Analiza hałasu w ruchu drogowym w wybranej miejscowości i ocena jego wpływu na bezpieczeństwo ruchu. Praca dyplomowa pod kierunkiem Wojciecha Ambroszki, Wro-cław 2014.

17. Wrzecioniarz P., Ambroszko W., Górniak A., Energy efficiency design of powertrain and body, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2011.

18. Ambroszko W., Wrzecioniarz P., Postęp w budowie pojazdów w świetle opinii rzeczoznawczych. Praca zbiorowa, Oficyna Wy-dawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2011.

19. Ambroszko W., Wrzecioniarz P., Zastosowanie metod ekspery-mentalnych w opiniowaniu, praca zbiorowa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2018.

Sources of noise in automotive vehicles. Studies of noise in road traffic in a selected locality

and assessment of its impact on safety

The article discusses important sources of noise in automotive vehi-cles in relation to road safety. The work contains the results of re-search and analysis of noise levels at selected locations in Jelenia Góra. The study indicates the impact of noise level on safety. Keywords: noise, road traffic, experimental tests, selected town of the Lower Silesia Voivodship.

Autorzy:

dr inż. Wojciech Ambroszko – Politechnika Wrocławska, Wy-dział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Pojazdów.